JP2003055550A

JP2003055550A - 歯車用樹脂組成物およびそれを用いた歯車

Info

Publication number: JP2003055550A
Application number: JP2001243446A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Miyoshi; 努三好; Toshiaki Yamada; 敏明山田; Hajime Ban; 一伴
Original assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Current assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2001-08-10
Publication date: 2003-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】ポリアリーレンスルフィド樹脂にフッ素樹脂
を添加してなる樹脂組成物の潤滑性を損なうことなく、
耐熱性を向上させて歯車の材料として好適な樹脂組成物
を提供する。【解決手段】（Ａ）芳香族トリカルボン酸無水物とジ
イソシアネート化合物とを反応させるに際し、アミド化
反応が７０％以上終了してから、イミド基の生成反応を
行わせて得られる芳香族ポリアミドイミド樹脂と（Ｂ）
ポリアリーレンスルフィド樹脂とからなる合計１００重
量部に対して、（Ｃ）フッ素樹脂を５〜３０重量部含有
させてなる歯車用樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、歯車用樹脂組成物
およびそれを用いた歯車に係わる。

【０００２】

【従来の技術】芳香族ポリアミドイミド樹脂は、耐熱
性、機械的強度、電気特性、及び耐薬品性に優れ、しか
も自己潤滑性をもつプラスチック材料である。しかしな
がら、ワニス及びフィルム用途以外は、溶融流動性に劣
り、ほとんどのものは射出成形が困難な場合が多い。そ
のため、コンプレッションモールド法による成形を行っ
ているのが現状である。

【０００３】一方、ポリフェニレンスルフィド樹脂（以
下、ＰＰＳと略記）に代表されるポリアリーレンスルフ
ィド樹脂（以下、ＰＡＳ樹脂と略記）は、耐熱性、電気
特性、耐溶剤性に優れ、特に溶融流動性が優れているの
が特徴である。また、充填材等を用いて強化することに
より、優れた機械強度、剛性及び寸法安定性を付与せし
められることが知られており、電気・電子部品、自動車
部品、機械部品等に広く用いられている。また、ＰＡＳ
樹脂にフッ素樹脂のような潤滑性を有するものを配合し
た樹脂組成物も知られており、良好な耐摩耗性を示すこ
とから歯車、軸受け、カムといった摺動部品等に用いら
れている。

【０００４】しかしながら、ＰＡＳ樹脂はガラス転移温
度（Ｔｇ）が約９０℃であり、高温での物性低下が予想
以上に大きく、また、フッ素樹脂を添加して耐摩耗性を
改良した組成物についても、高温での耐摩耗性が充分で
ないため、複写機・プリンタ等の定着装置に代表され
る、２００℃近辺の耐熱性が要求される部品には使用が
制限されてきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、ＰＡＳ樹脂にフッ素樹脂を添加した樹脂組
成物の潤滑性を損なうことなく、耐熱性を向上させて歯
車の材料として好適な樹脂組成物およびそれを成形した
なる歯車を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】これらの問題点を解決す
るために、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、
（Ａ）芳香族トリカルボン酸無水物とジイソシアネート
化合物とを反応させるに際し、アミド化反応が７０％以
上終了してから、イミド基の生成反応を行わせて得られ
る芳香族ポリアミドイミド樹脂と（Ｂ）ポリアリーレン
スルフィド樹脂とからなる合計１００重量部に対して、
（Ｃ）フッ素樹脂を５〜３０重量部含有させてなる樹脂
組成物が、高温での強度保持および耐摩耗性を大幅に改
良することができ、歯車用樹脂組成物として好適である
ことを見出し、本発明に至った。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の樹脂組成物に使用される
（Ａ）成分の芳香族ポリアミドイミド樹脂の製造は、一
般には、重合温度、反応時間、触媒添加方法を適切に行
うことによりアミド化反応とイミド化反応を制御するこ
とにより行うことが出来るが、基本的にはアミド基の生
成反応が実質的に終了するまでイミド基の生成反応が起
こらない条件でアミド化反応を行い、ついでイミド化反
応を行う条件で実施するのであれば差し支えない。

【０００８】本発明で使用される芳香族ポリアミドイミ
ド樹脂を得るため、アミド化反応終了後、イミド化反応
をさせる方法としては、重合温度を制御する方法が簡便
である。即ち、芳香族トリカルボン酸無水物（一部芳香
族テトラカルボン酸無水物を含む場合も含む）とジイソ
シアネート化合物を溶媒中、一般的には５０〜１００
℃、好ましくは６０〜１００℃、更に好ましくは８０〜
１００℃の温度範囲で反応させ、アミド化反応が７０％
以上、好ましくは８０％、更に好ましくは９０％、最も
好ましくは９５％以上終了してから、一般的には１００
〜２００℃、好ましくは１０５〜１８０℃、更に好まし
くは１１０〜１８０℃の温度範囲でイミド化反応を行わ
せる方法である。

【０００９】芳香族トリカルボン酸無水物（一部、芳香
族テトラカルボン酸無水物を含む場合も含む。）とジイ
ソシアネート化合物との反応温度は、重要な条件であ
り、これを制御することにより、本発明に使用される樹
脂組成物を構成する芳香族ポリアミドイミド樹脂を製造
することが出来る。各段における温度は、その温度範囲
内であれば、いかように設定しても構わない。例えば、
昇温させても、一定温度に保っても、またこの組み合わ
せであっても構わないが、一定温度に保つのが望まし
い。各段の温度がこの範囲より低い場合は、アミド化反
応及びイミド化反応が完結せず、その結果、得られた芳
香族ポリアミドイミド樹脂の重合度があがらないため、
本発明の樹脂組成物が脆いものとなる。アミド化反応の
温度が上記範囲より高い場合は、アミド基の生成反応と
イミド基の生成反応が同時期に起こるため、得られた芳
香族ポリアミドイミド樹脂は溶融流動性及び滞留安定性
の劣ったものになる。

【００１０】芳香族トリカルボン酸無水物とジイソシア
ネート化合物との反応時間は、アミド化反応は、通常３
０分〜５時間、好ましくは３０分〜２時間であり、イミ
ド化反応は、通常３０分〜１０時間、好ましくは１時間
〜８時間である。反応時間がこれよりも短すぎると、得
られた芳香族ポリアミドイミドの重合度があがらないた
め、本発明の樹脂組成物が脆いものとなる。一方、反応
時間が長すぎると、得られた芳香族ポリアミドイミド樹
脂は溶融流動性の劣ったものとなる。アミド基の成分と
イミド基の成分を重合反応中に追跡する必要があるが、
この方法は、公知の赤外分光法、ガスクロマトグラム法
等により可能である。

【００１１】本発明を構成する樹脂組成物に使用する芳
香族ポリアミドイミド樹脂を製造するために使用する芳
香族トリカルボン酸は、次の一般式で示される化合物で
ある。

【００１２】

【化１】（式中のＡｒは、少なくとも１つの炭素６員環を含む３
価の芳香族基を示す。）

【００１３】Ａｒの具体例としては、以下のものが例示
されるが、２種以上の化合物を混合して使用することも
できる。

【００１４】

【化２】

【００１５】これらのうち、芳香族トリカルボン酸無水
物としては、トリメリット酸無水物が好ましい。

【００１６】上記芳香族トリカルボン酸無水物の0〜50
モル％を芳香族テトラカルボン酸無水物に代えることも
可能である。しかし、上記範囲より、芳香族テトラカル
ボン酸無水物が多いと、得られる芳香族ポリアミドイミ
ド樹脂が脆くなる傾向がある。芳香族テトラカルボン酸
無水物は、下記一般式で表される化合物である。

【００１７】

【化３】（式中、Ａr₁は、少なくとも１つの炭素６員環を含む３
価の芳香族基を示す。）

【００１８】芳香族テトラカルボン酸無水物の具体例と
しては、以下のものである。

【００１９】

【化４】

【００２０】本発明を構成する樹脂組成物に用いられる
芳香族ポリアミドイミド樹脂を製造するために使用する
ジイソシアネート化合物とは下記一般式で示される化合
物である。

【００２１】Ｏ＝Ｃ＝Ｎ−Ｒ−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ（式中、Ｒは、２価の芳香族及び／または脂肪族基）

【００２２】その具体例としては、以下のものが上げら
れるが、２種以上の化合物を混合して用いることもでき
る。

【００２３】

【化５】

【００２４】特に好ましいものとして、m-フェニレンジ
イソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-
トリレンジイソシアネート、メチレンジ（4-フェニルイ
ソシアネート）を挙げることが出来る。

【００２５】本発明に用いる樹脂組成物に好適な芳香族
ポリアミドイミド樹脂を製造するためには、芳香族トリ
カルボン酸無水物成分（前述のジカルボン酸、テトラカ
ルボン酸無水物を含むことが出来る）とジイソシアネー
ト成分は、それぞれのモル数をＡ、Ｂとしたとき両者の
モル比は、一般的には０．９＜Ａ／Ｂ＜１．１に保たれ
ることが望ましく、より好ましくは０．９９＜Ａ／Ｂ＜
１．０１に保たれることである。

【００２６】本発明においては、芳香族ポリアミドイミ
ド樹脂を円滑に製造するため、溶媒が使用される。使用
される溶媒は、ジイソシアネート化合物に対して、不活
性なものであれば、特に限定無いが、具体的には、Ｎ−
メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド等の生成する
芳香族ポリアミドイミドに相溶性を有する溶媒、及びニ
トロベンゼン、ニトロトルエン等の生成する芳香族ポリ
アミドイミドと相溶性を有しない極性溶媒を挙げること
が出来る。これらは単独で使用しても、混合して使用し
ても差し支えない。好ましいものは、ポリアミドイミド
と相溶性を有するＮ−メチルピロリドン、ジメチルホル
ムアミド等の溶媒である。また、これらの溶媒は、モノ
マー原料の溶媒に対する割合で、０．１〜４モル／リッ
トルで使用する。

【００２７】本発明に用いる樹脂組成物を構成する芳香
族ポリアミドイミド樹脂の製造には、各種触媒を使用で
きるが、溶融時の成形加工性を損なわないためには、そ
の使用量は最小限に止めるべきであり、重合速度が十分
な水準にある限りは、使用しないことが望ましい。触媒
の具体例を例示するならば、ピリジン、キノリン、イソ
キノリン、トリメチルアミン、Ｎ，Ｎージエチルアミ
ン、トリエチルアミン、等の第３級アミン、酢酸コバル
ト、ナフテン酸コバルト等の弱酸の金属塩、重金属塩、
アルカリ金属塩等を挙げることが出来る。

【００２８】また、溶媒、モノマー等から構成される重
合系の含有水分は、500ppm以下に保つことが望ましく、
より好ましくは、100ppm以下、最も好ましくは、50ppm
以下に保たれる。系内の含有水分量が500ppmを越える
と、本発明の芳香族ポリアミドイミドの重合度が上がら
ないので好ましくない。

【００２９】本発明の樹脂組成物を構成する芳香族ポリ
アミドイミド樹脂は、メタノール、イソプロパノール等
のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケ
トン類、ヘプタン、トルエン等の脂肪族、芳香族炭化水
素類により沈殿、洗浄することにより粉末として回収さ
れるが、重合溶媒を直接濃縮してもかなわない。さらに
は、ある程度まで濃縮した後、押し出し機等で減圧下に
溶媒を除去しペレット化する方法を行うこともできる。

【００３０】本発明に用いる樹脂組成物に好適な芳香族
ポリアミドイミド樹脂の重合度は、ジメチルホルムアミ
ド中３０℃で濃度１ｇ／ｄｌで測定した還元粘度で表示
するならば、一般的には０．１５ｄｌ／ｇ〜１．０ｄｌ
／ｇが好適に用いられ、より好ましくは０．２ｄｌ／ｇ
〜０．６ｄｌ／ｇが、最も好ましくは０．２〜０．５ｄ
ｌ／ｇである。

【００３１】また、本発明の樹脂組成物に使用される
（Ｂ）成分であるＰＡＳ樹脂とは、式［−Ａｒ−Ｓ−］
（但し、−Ａｒ−は、アリーレン基である。）で表され
るアリーレンスルフィドの繰り返し単位を主たる構成要
素とする芳香族ポリマーである。［−Ａｒ−Ｓ−］を１
モル（基本モル）と定義すると、本発明で使用するＰＡ
Ｓは、この繰り返し単位を通常５０モル％以上、好まし
くは７０モル％以上、より好ましくは９０モル％以上含
有するポリマーである。アリーレン基としては、例え
ば、ｐ−フェニレン基、ｍ−フェニレン基、置換フェニ
レン基（置換基は、好ましくは炭素数１〜６のアルキル
基、またはフェニル基である。）、ｐ、ｐ’−ジフェニ
レンスルホン基、ｐ、ｐ’−ビフェニレン基、ｐ、ｐ’
−ジフェニレンカルボニル基、ナフチレン基などを挙げ
ることができる。ＰＡＳとしては、主として同一のアリ
ーレン基を有するポリマーを好ましく用いることができ
るが、加工性や耐熱性の観点から、２種以上のアリーレ
ン基を含んだコポリマーを用いることもできる。

【００３２】これらのＰＡＳの中でも、ｐ−フェニレン
スルフィドの繰り返し単位を主構成要素とするＰＰＳ
が、加工性に優れ、しかも工業的に入手が容易であるこ
とから特に好ましい。この他に、ポリアリーレンケトン
スルフィドなどを使用することができる。コポリマーの
具体例としては、ｐ−フェニレンスルフィドの繰り返し
単位とｍ−フェニレンスルフィドの繰り返し単位を有す
るランダムまたはブロックコポリマー、フェニレンスル
フィドの繰り返し単位とアリーレンケトンスルフィドの
繰り返し単位を有するランダムまたはブロックコポリマ
ー、フェニレンスルフィドの繰り返し単位とアリーレン
スルホンスルフィドの繰り返し単位を有するランダムま
たはブロックコポリマーなどを挙げることができる。こ
れらのＰＡＳは、結晶性ポリマーであることが好まし
い。また、ＰＡＳは、靭性や強度の観点から、直鎖状ポ
リマーであることが好ましい。このようなＰＡＳは、極
性溶媒中で、アルカリ金属硫化物とジハロゲン置換芳香
族化合物とを重合反応させる公知の方法（例えば、特公
昭６３−３３７７５号公報）により得ることができる。

【００３３】アルカリ金属硫化物としては、例えば、硫
化リチウム、硫化ナトリウム、硫化カリウム、硫化ルビ
ジウム、硫化セシウムなどを挙げることができる。反応
系中で、ＮａＳＨとＮａＯＨを反応させることにより生
成させた硫化ナトリウムなども使用することができる。
ジハロゲン置換芳香族化合物としては、例えば、ｐ−ジ
クロロベンゼン、ｍ−ジクロロベンゼン、２，５−ジク
ロロトルエン、ｐ−ジブロモベンゼン、２，６−ジクロ
ロナフタリン、１−メトキシ２，５−ジクロロベンゼ
ン、４，４’−ジクロロビフェニル、３，５−ジクロロ
安息香酸、ｐ、ｐ’−ジクロロジフェニルエーテル、
４，４’−ジクロロジフェニルスルホン、４，４’−ジ
クロロジフェニルスルホキシド、４，４’−ジクロロジ
フェニルケトンなどを挙げることができる。これらは、
それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用
することができる。

【００３４】ＰＡＳに多少の分岐構造または架橋構造を
導入するために、１分子当たり３個以上のハロゲン置換
基を有するポリハロゲン置換芳香族化合物を少量併用す
ることができる。ポリハロゲン置換芳香族化合物の好ま
しい例としては、１，２，３−トリクロロベンゼン、
１，２，３−トリブロモベンゼン、１，２，４−トリク
ロロベンゼン、１，２，４−トリブロモベンゼン、１，
３，５−トリクロロベンゼン、１，３，５−トリブロモ
ベンゼン、１，３−ジクロロ−５−ブロモベンゼンなど
のトリハロゲン置換芳香族化合物、及びこれらのアルキ
ル置換体を挙げることができる。これらは、それぞれ単
独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用することが
できる。これらの中でも、経済性、反応性、物性などの
観点から、１，２，４−トリクロロベンゼン、１，３，
５−トリクロロベンゼン、及び１，２，３−トリクロロ
ベンゼンがより好ましい。

【００３５】極性溶媒としては、Ｎ−メチル−２−ピロ
リドンなどのＮ−アルキルピロリドン、１，３−ジアル
キル−２−イミダゾリジノン、テトラアルキル尿素、ヘ
キサアルキル燐酸トリアミドなどに代表されるアプロチ
ック有機アミド溶媒が、反応系の安定性が高く、高分子
量のポリマーが得られやすいので好ましい。本発明で使
用するＰＡＳは、温度３１０℃、剪断速度１２００／秒
で測定した溶融粘度が、一般的には１０〜６００Ｐａ・
ｓ、好ましくは３０〜５５０Ｐａ・ｓ、より好ましくは
５０〜５５０Ｐａ・ｓである。溶融粘度が異なる２種以
上のＰＡＳをブレンドして使用する場合には、ブレンド
物の溶融粘度が前記範囲内にあることが好ましい。。Ｐ
ＡＳの溶融粘度が小さすぎると、機械的強度や靭性など
の物性が不充分となる恐れがある。ＰＡＳの溶融粘度が
大きすぎると、溶融流動性が不充分となり、射出成形性
や押し出し成形性が不充分となる恐れがある。

【００３６】本発明で使用するＰＡＳは、重合終了後の
洗浄したものを使用することができるが、さらに、塩
酸、酢酸などの酸を含む水溶液、あるいは水−有機溶剤
混合溶液により処理したものや、塩化アンモニウムなど
の塩溶液で処理を行ったものなどを使用することが好ま
しい。特に、アセトン：水＝１：２（容積比）に調整し
た混合溶媒中でのｐＨが８以下を示すようになるまで洗
浄処理したＰＡＳを用いると、樹脂組成物の溶融流動性
及び機械的物性をより一層向上させることができる。

【００３７】本発明で使用するＰＡＳは、１００μｍ以
上の平均粒子径を有する粒状物であることが望ましい。
ＰＡＳの平均粒子径が小さすぎると、押し出し機による
溶融押し出しの際、フィード量が制限されるため、樹脂
組成物の押し出し機内での滞留時間が長くなり、樹脂組
成物の劣化等の問題が生じる恐れがある。また、製造効
率上も望ましくない。

【００３８】本発明の樹脂組成物の（Ｃ）成分であるフ
ッ素樹脂は、主鎖に炭素鎖を有し、側鎖にフッ素原子の
結合を有する重合体、またはそのような重合体を有する
共重合体である。具体例としては、ポリテトラフルオロ
エチレン（以下、ＰＴＦＥと略称する。）、テトラフル
オロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共
重合体（以下、ＰＦＡと略称する。）、テトラフルオロ
エチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（以下、
ＦＥＰと略称する。）、エチレン−テトラフルオロエチ
レン共重合体（以下、ＥＴＦＥと略称する。）、テトラ
フルオロエチレン−フルオロアルキルビニルエーテル−
フルオロオレフィン共重合体（以下、ＥＰＥと略称す
る。）、エチレン−トリクロロフルオロエチレン共重合
体（以下、ＥＣＴＦＥと略称する。）などが挙げられ
る。これらは、それぞれ単独で使用するか、または二種
以上を混合して用いても良い。

【００３９】フッ素樹脂は、その炭素鎖が完全にフッ素
化されたＰＴＦＥが潤滑性に優れていて特に好ましく、
市販のＰＴＦＥとして、成形用の粉末やディスパージョ
ン用の粉末を使用できる。また、分子量としては高分子
量タイプ、低分子量タイプ共に用いることができ、流動
性が要求される場合は低分子量タイプを、機械的強度が
要求される場合は高分子量タイプを用いることが好まし
い。

【００４０】本発明に使用可能なＰＴＦＥの市販品とし
ては、旭硝子社製：アフロンＬ１６９Ｊ、Ｇ１６３（商
品名）、三井・デュポンフロロケミカル社製：テフロン
６Ｊ及びテフロン７Ｊ（商品名）、ダイキン工業社製：
ルブロンＬ５（商品名）、ポリフロンＭ１２（商品名）
などを例示できる。

【００４１】また、ＰＦＡの市販品としては、三井・デ
ュポンフロロケミカル社製：テフロンＭＰ−１０（商品
名）、ダイキン工業社製：ネオフロンＰＦＡ（商品名）
等が挙げられる。

【００４２】さらに、ＦＥＰの市販品としては、三井・
デュポンフロロケミカル社製：テフロンＦＥＰ−Ｊ（商
品名）、ダイキン工業社製：ネオフロンＮＣ−１５００
（商品名）等が挙げられる。

【００４３】また、ＥＴＦＥの市販品としては、三井・
デュポンフロロケミカル社製：テフゼル（商品名）、旭
硝子社製：アフロンＣＯＰ（商品名）が挙げられる。

【００４４】ＥＰＥの市販品としては、三井・デュポン
フロロケミカル社製：テフロンＥＰＥ−Ｊ（商品名）な
どが挙げられる。

【００４５】ＰＶＤＦの市販品としては、呉羽化学工業
社製：ＫＦポリマー（商品名）などが挙げられる。

【００４６】以上に述べたようなフッ素樹脂を配合する
割合としては５〜３０重量部が好ましい。この所定量未
満では、所望の潤滑性が得られず、所定量を超えて配合
すると成形体の機械的強度が低下するので好ましくな
い。

【００４７】本発明の樹脂組成物には、機械的強度の改
良を目的として各種充填材を配合しても良く、充填材の
例としては、ガラスビーズ、ウオラストナイト、マイ
カ、タルク、カオリン、二酸化珪素、クレー、アスベス
ト、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、シリカ、ケ
イソウ土、グラファイト、カーボランダム、二硫化モリ
ブデンに代表される鉱物質充填材；ガラス繊維、ミルド
ファイバー、チタン酸カリウム繊維、ボロン繊維、炭化珪素繊
維等の繊維状充填材を挙げることが出来る。充填材は、
樹脂組成物の１〜７０重量％使用することが出来る。好
ましい充填材としては、ガラス繊維、ミルドファイバ
ー、炭素繊維、チタン酸カリウム繊であるが、耐摩耗性
で選択すると硬度の小さいマイカ、タルク、グラファイ
ト、二硫化モリブデン等である。

【００４８】また、本発明の樹脂組成物に耐衝撃性を付
与する目的でエラストマーを配合することができる。エ
ラストマーの例としては、ポリスルフィドゴム、ポリエ
ステルエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリエ
ステルアミドエラストマー、ポリオレフィンエラストマ
ー、シリコンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。

【００４９】上記以外の添加剤としては、顔料、滑剤、
その他の樹脂を挙げることが出来る。顔料としては、酸
化チタン、硫化亜鉛、酸化亜鉛等が例示できる。

【００５０】滑剤としては、鉱物油、シリコン油、エチ
レンワックス、ポリプロピレンワックス、ステアリン酸
ナトリウムなどの金属塩、モンタン酸ナトリウム等の金
属塩、モンタン酸アミドなどが代表的なものとして例示
される。

【００５１】その他樹脂の例としては、エポキシ樹脂、
フェノキシ樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブ
チレンテレフタレート等のポリエステル類、ポリフェニ
レンエーテル、ポリスルフォン、ポリカーボネート、ポ
リエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエーテル
エーテルケトン等の芳香族樹脂が挙げられる。

【００５２】本発明の樹脂組成物の（Ａ）及び（Ｂ）成
分は、両者の合計１００重量％に対して、（Ａ）成分の
芳香族ポリアミドイミド樹脂は、一般的には５〜９５重
量％、好ましくは２０〜７０重量％、より好ましくは２
０〜６５重量％であり、（Ｂ）成分であるＰＡＳ樹脂
は、一般的には５〜９５重量％、好ましくは３０〜８０
重量％、より好ましくは３５〜８０重量％である。
（Ａ）成分が９５重量％を超えると溶融時の流動性が低
下し、５重量％未満であると耐熱性が低下する。

【００５３】本発明においては、上記のような（Ａ）芳
香族ポリアミドイミド樹脂と（Ｂ）ＰＡＳ樹脂に対し、
（Ｃ）フッ素樹脂を含有せしめてなる樹脂組成物を得る
が、成形は、通常の射出成形法によって行われ、シリン
ダー温度は、２９０〜３６０℃の範囲で行い、金型は十
分な耐熱性を得るために１２０〜１６０℃にすることが
望ましい。また、耐熱性を改良し、且つ残留応力を取り
除く目的で成形後に熱処理することが望ましい。特に、
金型温度が１２０℃より低い温度で成形した場合は熱処
理するのが好ましい。熱処理の方法は、特に限定される
ものではなく、例えば通常の熱風式オーブン、電子レン
ジまたはオーブンレンジを用いられる。熱処理温度は、
一般的には１５０〜３００℃、好ましくは１８０〜２８
０℃、最も好ましくは２００〜２６０℃で３０秒〜４８
時間、好ましくは１時間〜３６時間常圧もしくは減圧で
行うこともできる。

【００５４】

【実施例】本発明を実施例により更に詳しく説明する
が、本発明はこれらの例によってなんら限定されるもの
ではない。

【００５５】〔合成例１〕（芳香族ポリアミドイミド樹脂の製造）含水量１５ｐｐ
ｍのＮ−メチルピロリドン、３リットルを５リットルの
撹拌機、温度計、先端に塩化カルシウムを充填した乾燥
管を装着した還流冷却管を備えた反応器に仕込んだ。こ
こに無水トリメリット酸５５５ｇ（50モル％）、続いて
2,4-トリレンジイソシアネート５０３．３ｇ（50モル
％）を加えた。無水トリメリット酸添加時の系内の水分
は、３０ｐｐｍであった。最初、室温から２０分を要し
て内容物温度を９０℃とし、この温度で５０分間重合を
行った。重合を行いながら、2,4-トリレンジイソシアネ
ートのイソシアネート基の減少量とイミド基の生成量を
を測定した。測定方法は、少量の反応液を注射器でサン
プリングし赤外分光法でイソシアネート基の2276ｃｍ^-1
の吸収を定量することにより行った。５０分間重合を行
ったところイソシアネート基の量は、５０モル％に減少
した。この時のイミド基の吸収は全く認められなかっ
た。これによりイミド化の反応が起こるまでにアミド化
反応が終了したことを確認した。この後、１５分を要し
て１１５℃に昇温し、この温度に保ったまま重合を８時
間継続した。重合終了後、ポリマー溶液を6リットルの
メタノール中に強力な撹拌下に滴下した。析出したポリ
マーを吸引濾別し、さらにメタノール中に再分散させて
良く洗浄し濾別後、１３５℃で６時間乾燥を行いポリア
ミドイミド粉末を得た。ジメチルホルムアミド溶液（濃
度１．０ｇ／ｄｌ）でこのものの３０℃における還元粘
度を測定したところ０．２５ｄｌ／ｇであった。

【００５６】実施例１合成例１で製造した芳香族ポリアミドイミド樹脂５０重
量部、ＰＰＳ樹脂（呉羽化学工業（株）製：Ｗ−２０５
Ａ、３１０℃における剪断速度１２００／秒で測定した
溶融粘度が、１００Ｐａ・ｓ）４０重量部およびポリテ
トラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ、旭硝子（株）製：ア
フロンＬ−１６９Ｊ）１０重量部をブレンドし、２軸押
し出し機を用いて３２０℃で溶融混錬りしてペレット化
し、樹脂組成物を製造した（ＰＡＩ−１）。このペレッ
トを射出成形し、歯車成形品を得た。この歯車を用いて
摩耗量を以下の方法にて測定した。摩耗量測定法：複写機定着部ユニットを用いて作製した
歯車試験機（自社製）を用い、２種類の歯車（定着部歯
車、相手歯車）をかみ合わせ連続的に耐久試験を行っ
た。試験条件としては、定着ローラー内部をヒーターに
て２００℃に加熱し、回転数１５０ｐｒｍ、６０分運
転、１分停止の間欠運転とした。試験時間は５００時
間、負荷トルクは７ｋｇｆ・ｃｍとした。摩耗について
は、試験前後での歯車の歯形変化を実体顕微鏡にて評価
し、ほとんど変化なし（○）、やや変化有り（△）、か
なり変化有り（×）の３段階にて評価した。

【００５７】実施例２合成例１で製造した芳香族ポリアミドイミド樹脂２５重
量部、ＰＰＳ樹脂（呉羽化学工業（株）製：Ｗ−２０５
Ａ、３１０℃における剪断速度１２００／秒で測定した
溶融粘度が、１００Ｐａ・ｓ）３５重量部、ポリテトラ
フルオロエチレン（ＰＴＦＥ、旭硝子（株）製：アフロ
ンＬ−１６９Ｊ）１０重量部および炭素繊維（東邦テナ
ックス（株）製：ベスファイトＨＴＡ−Ｃ６−ＵＳ）３
０重量部をブレンドし、２軸押し出し機を用いて３２０
℃で溶融混錬りしてペレット化し、樹脂組成物を製造し
た（ＰＡＩ−２）。その後、実施例１と同様の方法にて
歯車を成形し、評価した。

【００５８】実施例３合成例１で製造した芳香族ポリアミドイミド樹脂２５重
量部、ＰＰＳ樹脂（呉羽化学工業（株）製：Ｗ−２０５
Ａ、３１０℃における剪断速度１２００／秒で測定した
溶融粘度が、１００Ｐａ・ｓ）３５重量部、ポリテトラ
フルオロエチレン（ＰＴＦＥ、旭硝子（株）製：アフロ
ンＬ−１６９Ｊ）１０重量部およびガラス繊維（旭ファ
イバーガラス（株）製：ＣＳ０３ＪＡＦＴ５２３）３０
重量部をブレンドし、２軸押し出し機を用いて３２０℃
で溶融混錬りしてペレット化し、樹脂組成物を製造した
（ＰＡＩ−３）。その後、実施例１と同様の方法にて歯
車を成形し、評価した。

【００５９】比較例１ＰＰＳ樹脂（呉羽化学工業（株）製：Ｗ−２０５Ａ、３
１０℃における剪断速度１２００／秒で測定した溶融粘
度が、１００Ｐａ・ｓ）９０重量部およびポリテトラフ
ルオロエチレン（ＰＴＦＥ、旭硝子（株）製：アフロン
Ｌ−１６９Ｊ）１０重量部をブレンドし、２軸押し出し
機を用いて３２０℃で溶融混錬りしてペレット化し、樹
脂組成物を製造した（ＰＰＳ−１）。歯車成形及び摩耗
性評価は、実施例１と同様に行った。

【００６０】比較例２ＰＰＳ樹脂（呉羽化学工業（株）製：Ｗ−２０５Ａ、３
１０℃における剪断速度１２００／秒で測定した溶融粘
度が、１００Ｐａ・ｓ）６０重量部、ポリテトラフルオ
ロエチレン（ＰＴＦＥ、旭硝子（株）製：アフロンＬ−
１６９Ｊ）１０重量部および炭素繊維（東邦テナックス
（株）製：ベスファイトＨＴＡ−Ｃ６−ＵＳ）３０重量
部をブレンドし、２軸押し出し機を用いて３２０℃で溶
融混錬りしてペレット化し、樹脂組成物を製造した（Ｐ
ＰＳ−２）。歯車成形及び摩耗性評価は、実施例１と同
様に行った。

【００６１】表１実施例１実施例２実施例３比較例１比較例２ ─────────────────────────────────── 定着部歯車 PAI-2 PAI-3 PAI-3 PPS-1 PPS-2 相手歯車 PAI-1 PAI-1 PAI-2 PAI-1 PPS-1 ─────────────────────────────────── 摩耗（定着部） ○ ○ ○ × × 摩耗（相手側） ○ ○ ○ ○ △ ─────────────────────────────────── 注）○：ほとんど変化なし、△：やや変化有り、×：かなり変化有り

【００６２】表１の結果から明らかなように、実施例１
〜３の樹脂組成物同士のかみ合いにおいては、定着側、
相手側歯車共にほとんど変化は認められなかった。これ
に対して、かみ合う歯車の一方および両方に比較例の樹
脂組成物を用いた場合は、かなりの摩耗が認められた。

【００６３】

【発明の効果】本発明は、（Ａ）芳香族ポリアミドイミ
ド樹脂と（Ｂ）ポリアリーレンスルフィド樹脂とからな
る合計１００重量部に対して、（Ｃ）フッ素樹脂を５〜
３０重量部含有する樹脂組成物は耐熱性および潤滑性に
優れるため、歯車用の樹脂として好適に使用することが
でき、歯車に使用した場合には、摩耗量が極めて少ない
との効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】複写機等の定着部の断面図

【符号の説明】

１ヒータ２ヒートローラ３加圧ローラ４定着部歯車５相手歯車

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伴一茨城県つくば市和台22番地三菱瓦斯化学株式会社総合研究所内Ｆターム(参考） 3J030 AC01 AC10 BC01 BC08 BC10 4J002 BD153 CM04W CN01X GM02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）芳香族トリカルボン酸無水物とジ
イソシアネート化合物とを反応させるに際し、アミド化
反応が７０％以上終了してから、イミド基の生成反応を
行わせて得られる芳香族ポリアミドイミド樹脂と（Ｂ）
ポリアリーレンスルフィド樹脂とからなる合計１００重
量部に対して、（Ｃ）フッ素樹脂を５〜３０重量部含有
させてなる歯車用樹脂組成物。
【請求項２】芳香族ポリアミドイミド樹脂を製造する
に際し、アミド化反応を５０〜１００℃、イミド化反応
を１００〜２００℃で行って得られる芳香族ポリアミド
イミド樹脂を使用する請求項１記載の歯車用樹脂組成
物。
【請求項３】芳香族ポリアミドイミド樹脂を製造する
に際し、アミド化反応を５０〜１００℃、イミド化反応
を１０５〜２００℃で行って得られる芳香族ポリアミド
イミド樹脂を使用する請求項１の歯車用樹脂組成物。
【請求項４】請求項１記載の歯車用樹脂組成物を成形し
てなる歯車。